InP掩埋异质结激光器失效定位方法及系统与流程

本申请涉及半导体激光器，尤其涉及inp掩埋异质结激光器失效定位方法及系统。

背景技术：

1、inp掩埋异质结分布反馈边发射激光器，也可以写作inp基bh-dfb激光器，通常包括inp（indium phosphide，磷化铟）衬底、ingaasp或algainas多量子阱有源区、上下限制层、光栅结构、脊形或条形有源区、位于有源区横向两侧的p-n型或半绝缘型电流阻挡结构、p侧和n侧金属电极以及前后腔面膜层。bh（buried heterostructure，掩埋异质结）能够提供良好的横向载流子限制和光场限制，适用于低阈值、高速、高温工作的光通信激光器。

2、inp基bh-dfb激光器在制造、筛选、寿命试验或现场运行过程中可能发生多种失效，常见的失效包括：有源区材料退化，例如非辐射复合中心增加、暗点缺陷、暗线缺陷、位错环或缺陷团簇扩展；前腔面或后腔面或材料内部发生局部吸收、过热、膜层异常或灾变性光学损伤（catastrophic optical damage，cod）；bh再生界面、p-n阻挡层或半绝缘阻挡层发生漏电，使注入电流偏离脊形有源区，并在有源区横向外侧产生异常复合。

3、以上失效可能具有相近的宏观表现，例如阈值电流升高、斜率效率下降、输出功率降低或光谱异常。仅依靠i-v、l-i或光谱测试通常难以快速确定具体失效位置。

4、目前常用的激光器失效定位方法，通常使用ccd或ingaas相机采集器件发光图像，这种方法存在以下缺点：

5、（1）难以在保持器件电连接和散热状态下获得完整有源区图像；

6、（2）对于1300nm波段的激光器，由于腔面处1300nm激光主模、放大自发辐射和有源区发光较强，可能掩盖inp阻挡区或衬底中较弱的漏电复合发光，难以区分脊内正常发光与脊外异常发光；

7、（3）单一视角的失效检测只能给出投影信息，容易出现失效的误判。

8、以上缺陷导致现有的失效定位方法精度较低，无法准确给出失效区域和沿腔长的位置，造成后续分析中容易进行大量盲目切片，进而导致分析周期长、成本高，并可能在制样过程中错过原始缺陷。

技术实现思路

1、为了解决以上问题的一个或多个，本申请提出inp掩埋异质结激光器失效定位方法及系统。

2、根据本申请的一个方面，提供了inp掩埋异质结激光器失效定位方法，包括以下步骤：

3、对待测芯片进行腔面el成像，获得待测芯片的腔面发光分布；

4、去除待测芯片的n面金属；

5、对待测芯片进行n面有源区el成像，获得待测芯片的背面发光分布；

6、根据腔面发光分布和背面发光分布识别缺陷特征点；

7、判定待测芯片的失效位置，并计算缺陷特征点在待测芯片上的坐标。

8、根据本申请的第二个方面，提供了inp掩埋异质结激光器失效定位系统，能够实现上述任意一项提供的inp掩埋异质结激光器失效定位方法，包括：

9、腔面检测光路，用于对待测芯片进行腔面el成像，获得待测芯片的腔面发光分布；

10、n面检测光路，用于对去除了n面金属的待测芯片进行n面有源区el成像，获得待测芯片的背面发光分布；

11、缺陷识别和定位单元，用于根据腔面发光分布和背面发光分布识别缺陷特征点；判定待测芯片的失效位置，并计算缺陷特征点在待测芯片上的坐标。

12、本申请公开的inp掩埋异质结激光器失效定位方法及系统，能够实现以下技术效果：

13、（1）在保持器件电连接和正常散热的状态下能够从n面获得沿芯片腔长方向连续的有源区电致发光分布图像，提高缺陷的识别与定位的准确性，降低误判概率；

14、（2）在腔面el成像时，通过在第一物镜和图像采集模块之间设置预设波段的带通滤光片，能够将有源区波段和inp相关波段的光谱分离，降低有源区发光对弱漏电复合信号的遮蔽，进一步提高缺陷识别与定位的准确性；

15、（3）通过腔面el成像和n面el成像分别获取待测芯片在不同观察方向下的发光分布信息，其中，腔面el成像用于识别腔面附近及脊横向区域的异常发光特征，n面el成像用于识别沿腔长方向分布的有源区异常特征；两个观察方向所获得的信息能够从不同结构维度对失效区域进行判别，并在存在对应关系时进行相互验证，降低仅依赖单一观察方向造成的失效区域判断歧义；

16、（4）通过n面金属的整体剥离，获得无遮挡的连续视场，提高沿腔长失效位置测量的完整性；

17、（5）将el（electroluminescence，电致发光）异常与bh器件结构区域对应，提高有源区异常、bh 阻挡结构或再生界面异常以及腔面相关异常之间的区分能力。

1.inp掩埋异质结激光器失效定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的inp掩埋异质结激光器失效定位方法，其特征在于，所述对待测芯片进行腔面el成像，获得所述待测芯片的腔面发光分布包括：

3.根据权利要求1所述的inp掩埋异质结激光器失效定位方法，其特征在于，所述去除待测芯片的n面金属包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的inp掩埋异质结激光器失效定位方法，其特征在于，在所述去除待测芯片的n面金属后，采集待测芯片的n面表面的反射结构图。

5.根据权利要求1所述的inp掩埋异质结激光器失效定位方法，其特征在于，所述对待测芯片进行n面有源区el成像，获得待测芯片的背面发光分布包括：

6.根据权利要求1所述的inp掩埋异质结激光器失效定位方法，其特征在于，所述计算缺陷特征点在所述待测芯片上的坐标包括：

7.根据权利要求6所述的inp掩埋异质结激光器失效定位方法，其特征在于，所述第一腔长方向比例系数kx1的标定方法包括：

8.根据权利要求6所述的inp掩埋异质结激光器失效定位方法，其特征在于，所述第二腔长方向比例系数kx2的标定方法包括：

9.inp掩埋异质结激光器失效定位系统，其特征在于，实现权利要求1-8任意一项所述的inp掩埋异质结激光器失效定位方法，包括：

10.根据权利要求9所述的inp掩埋异质结激光器失效定位系统，其特征在于，所述腔面检测光路包括第一物镜、带通滤光片和图像采集模块，所述第一物镜设置在靠近待测芯片的一侧，能够对所述待测芯片的腔面进行放大成像，所述带通滤光片设置在所述第一物镜和所述图像采集模块之间，所述带通滤光片能够抑制所述待测芯片有源区发出的激射光，并透过所述待测芯片中inp掩埋异质结区域的复合发光，所述图像采集模块设置在所述带通滤光片的出射光路上，能够接收光信号并将接收到的光信号转换为图像信号。